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杨绍普：“非线性运动”的坚持（图）

//m.auribault.com 2015-01-28 来源：河北日报

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杨绍普在京石高铁架桥工地。

　　出身于“海洋与船舶”专业，却意外弃“舟”行“路”。上世纪90年代末我国铁路大提速中，他出谋划策，崭露头角。

　　一个冷僻的“非线性动力学”研究方向，却让他运用于铁路提速及高铁、高速建设中，成为交通安全与振动领域的知名专家。

　　他，不抽烟，不喝酒，却喜欢用网上淘来的小车床为同事车出精美的木旋挂件；悄悄刻枚印章送给妻子作礼物；旅游时为同行者作“义务导游”……

　　他，公认的“说话直”，难免有时让人不舒服，但大家又都说他“人好”，皆不在意。

　　“生命的轨迹是高度非线性运动，唯有奋斗、拼搏方能走出有价值的曲线。”河北省首批“巨人计划”创新团队领军人才、“973”首席科学家……本已诸多学术荣誉加身，日前又被评为“全国杰出专业技术人才”，石家庄铁道大学副校长杨绍普笑言，这是“非线性运动的结果、复杂过程的突变”。

　“我们那代人总是有点梦想”

　　在同事们眼中，杨绍普“成名很早”。

　　他师从我国著名的非线性动力学大师陈予恕院士，1991年获得博士学位，1995年破格晋升为教授，成为我国铁路行业最年轻的教授之一。

　　但是，对这些，杨绍普坦言，没有什么成名之说，反而是“自己幸运地赶上一个崭新的发展时代”。

　　“60后”，1983年毕业于天津大学海洋与船舶工程系，两年后获天津大学力学硕士，进入石家庄铁道大学任教。

　　在别人看来，这个高学历的小伙子工作得正顺风顺水时，1988年，他却出人意料地选择到天津大学读博，利用刚在国内兴起的“非线性系统分叉理论”，研究高速机车动力学问题。“当时，我强烈意识到我国铁路必然要走向高速之路。”

　　“读博遇到的第一个难题是处理转向架的阻尼力问题。这是一个不光滑的非线性系统，传统的方法不能处理。”为了攻克这一难题，杨绍普到北大、清华、南开等高校和中科院、铁科院查阅资料，拜师学习。

　　“我甚至学了当时数学家都很少涉足的奇异性理论”，最终，他提出解决方法，以“滞后非线性系统分叉与奇异性”的博士论文顺利通过答辩。

　　“没有想到，”杨绍普感叹，读博时期的学习，奠定了之后诸多研究的基础。

　　幸运，终究留给有准备的人。

　　一道“英雄帖”，让杨绍普这位“全副武装”的战士，第一次走向“真刀真枪”的“战场”。

　　这同时也是我国铁路事业自救的一战。

　　由于我国铁路运输起步晚、发展缓慢，到上世纪90年代，旅客列车最高运行速度始终徘徊在每小时80至110公里之间，货运列车最高速度在每小时70公里左右，以致1994年客户运量降至最低点，“铁老大”不得不走上提速之路。

　　然而，铁路提速并非“开车多踩一脚油门”那样简单。铁路既有线提速遇到众多前所未有的难题：提速后何种机车可以为列车提供足够的牵引力？如何研制大功率提速机车？提速后既有桥梁能否承受如此大的冲击力……一系列问题中，首当其冲是提速机车的研制。

　　1996年，当时的铁道部紧急向系统内十几家大专院校和研究机构发出“英雄帖”。

　　“那时候压力很大！”年轻的杨绍普接受这一任务时，激动而紧张。

　　“低速时，机车走行部动力学分析可以用等效线性化方法处理，速度提高后，就必须考虑直接处理非线性因素。”

　　“线性问题的结果是可预见的，非线性问题却复杂得多。”杨绍普说，非线性与线性的本质区别在于，非线性不适用迭加原理，这就为系统动力学分析带来了巨大困难。

　　因此，在如乱麻一般纠结的因素中作出的每一个判断，都关系重大。杨绍普慎而又慎。他利用博士论文中提出的非光滑特性分析法，一遍一遍反复分析计算。“我们就是要在乱麻中抽出那缕神秘线索。”

　　2000年，在大同机车厂为提速生产的SS7型电力机车振动问题研讨会上，很多专家认为这种机车存在高频振动问题，有安全隐患，建议“废弃已花费几个月做出的方案”。但杨绍普力排众议，“原来的方案还可以继续”。他认为，只要采取措施很快通过低阶共振临界速度，之后振动就会大幅减小，也就没有了危险。

　　在他的带领下，团队成功对走行部参数进行了分析优化，解决了机车电器设备振动过大问题，不但挽回企业几千万元成本投入，更重要的是节省了宝贵时间。最终，这一机车成为陇海线提速的主力车型。“我们每个人都瘦了一圈，但那一刻内心却无比骄傲。”

　　就在铁路提速工程推进时，按照原来标准设计的桥梁出现了横向振动超过规范限界的严重情况。如不解决，将严重影响提速进程。

　　杨绍普又率领团队冲进铁路提速的工地。从京广线到陇海线，从太行山脉到绵延秦岭，从车间企业到研究院所，他采集数据，测量实验，分析对比，深耕细挖……

　　“那年冬天那个冷啊，穿两件军大衣还能把人冻透。”1998年，杨绍普率领团队在郑州黄河大桥做实验，至今记得“每天吃的硬馒头和拉煤货车掠过时洒满全身的煤灰”。

　　“那年正月初十就住进了工地，连续待了两个月。”他们在桥下支个帐篷，里面烧个煤炉子。因为火车过时不能实验，只能抓住火车过后的“天窗”时间，上桥检查传感器、传输线路、减振装置，按照轻重车、客货车进行编组，反复调整监测。“那时候，三餐丝毫没有规律，所以早餐时，就尽量多吃几个馒头，因为可能一天下来再没时间吃饭。”

　　科研往往意味着和艰苦寂寞相伴，但杨绍普似乎甘之如饴：“这是铁道人的家常便饭。”说起原因，出言总是低调客观的杨绍普用了“我们那代人总是有点梦想”的表述。

　　当最终成功解决黄河大桥横向振动问题时，他说，“没有比看到自己所学有用武之地更快乐的了。”

　　经过几年不断探索，杨绍普和他的团队研究出复杂工程结构振动控制的新措施，为陇海线机车提速、京广线桥梁振动控制、秦岭隧道顺利贯通等重大工程提供了重要技术保证。

　　“科学研究，只有与社会发展相连，才能经受时代的磨砺和考验。”2003年，几年心血迎来收获，杨绍普主持的“工程结构的振动控制与故障诊断研究及应用”获得国家科技进步二等奖。

　　“路也许很多，但怎样走，取决于你的选择。”回首那一刻，他感谢梦想。

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编辑：朱晶晶